LOCTITE乐泰焊锡膏技术培训.ppt

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1、2023/7/7,1,焊錫膏技術培訓,Loctite China electronics Michael Ma,2023/7/7,2,內容,基礎知識錫粉合金助焊劑介質流變特性工藝 網板印刷 回流焊接故障分析樂泰產品介紹,2023/7/7,3,SMT工藝流程1,PCB,焊盤,2023/7/7,4,2施焊錫膏,施焊錫膏,2023/7/7,5,3貼片,2023/7/7,6,4回流焊,Heat,Heat,2023/7/7,7,5形成焊點,Solder fillets,2023/7/7,8,對焊錫膏的要求,流變性及活性在有效期內保持穩定.印刷時有良好的觸變性.開放使用壽命長並保持良好的濕強度.貼片和回流

2、時坍塌小.有足夠的活性潤濕元器件及焊盤.殘留物特性穩定.,2023/7/7,9,焊 錫 膏 基 礎 知 識,錫 膏 主 要 成 分 錫 粉 顆 粒 金 屬(合 金)助 焊 劑 介 質 活 性 劑 松 香,樹 脂 粘 度 調 整 劑 溶 劑,2023/7/7,10,焊錫膏產品描述,e.g.SN62 RP11 ABS 89.5 500g,合 金 型 號,介 質 型 號,吸 粉 顆 粒 尺 寸 代 號,金 屬 含 量,包 裝 大 小,2023/7/7,11,錫粉要求,合金配比穩定一致.尺寸分佈穩定一致.錫粉外形穩定一致(一般為球形)氧化程度低(表面污染程度低),2023/7/7,12,錫珠測試,Re

3、flow,Printed paste deposit,Flux residues,Single solder balls,2023/7/7,13,錫粉尺寸分佈,45-20 microns=AGS,2023/7/7,14,球形錫粉顆粒,Width,Length,球形長/寬比 1.5 Multicore規格:球形顆粒=95%minimum,2023/7/7,15,非球形錫粉顆粒,Distorted Spheres,“Dog bones”or irregular,2023/7/7,16,使用小顆粒錫粉,優點提高細間距焊盤的印刷性能提高耐坍塌性能提高濕強度增加潤濕/活化面積局限錫粉顆粒被氧化的幾率增加

4、錫珠缺陷的發生幾率增加,2023/7/7,17,錫粉顆粒與印刷能力,2023/7/7,18,助焊劑介質的功能,成功焊接的保障.錫粉顆粒的載體.提供合適的流變性和濕強度.清潔焊接表面.去除焊接表面及錫粉顆粒的氧化層.在焊接點表面形成保護層.形成安全的殘留物層.,2023/7/7,19,助焊劑介質的組成,天然樹脂(Rosin)/合成松香(Resin)溶劑(Solvents)活性劑(Activators)增稠劑(Rheology modifiers)樹脂/松香+活性劑+增稠劑=固體含量,2023/7/7,20,增稠劑(Gelling Agents),提供觸變性(thixotropy),抗垂流性增強抗

5、坍塌性能增強錫膏的假塑性,2023/7/7,21,流 變 性,2023/7/7,22,牛頓型液體,粘度不受時間和剪切力影響,t or s-1,2023/7/7,23,觸變性液體,在一定的剪切速率下,粘度隨著時間而降低,t,2023/7/7,24,典型的焊錫膏粘度曲線,2023/7/7,25,操作視窗,2023/7/7,26,焊 錫 膏 印 刷 工 藝,孔板印刷,壓力,速度,間隙(接觸),孔板印刷,速度,滾動,孔板印刷,脫板速度,脫板,2023/7/7,30,印刷主要參數,刮刀速度刮刀壓力印刷間隙脫模速度網板自動清潔頻率溫度&濕度,2023/7/7,31,焊錫膏特性,滾動:Roll脫板:Drop

6、-off網板壽命:Stencil-life間隔壽命:Abandon time印刷速度:Speed,2023/7/7,32,印刷間隔後網孔堵塞,助焊劑殘留幹化,2023/7/7,33,刮 刀,金 屬矽 橡 膠 聚 氨 酯,2023/7/7,34,刮刀,2023/7/7,35,印刷基本設置,平行度(Parallel)PCB 與網板接觸(contact)將網板刮乾淨的最小壓力即可,取決於刮刀速度焊錫膏流變性和新鮮度刮刀類型,角度和鋒利程度刮刀速度優化設置,2023/7/7,36,網板/鋼板材料,材料黃銅(Brass)不銹鋼(Stainless Steel)鎳(Nickel)無論何種材料,都必須張緊,

7、開孔方式化學蝕刻激光開孔電鑄法開孔必須比焊盤小10%左右,2023/7/7,37,化學蝕刻開孔的潛在問題,凸起,上下麵錯位,2023/7/7,38,鐳射開孔和電鑄型開孔,鐳射開孔能形成錐形孔,電鑄法形成有唇緣的錐形孔,2023/7/7,39,良好印刷工藝的正確操作,每次添加小量錫膏於網板(約15mm滾動直徑)自動清潔底部保持刮刀鋒利使用塑膠器具進行攪拌收工後徹底清潔網孔,2023/7/7,40,印刷工藝設置,平行度接觸式印刷PCB支撐定位刮刀鋒利優化設置印刷速度使用將網板刮乾淨的最小壓力,2023/7/7,41,常見印刷故障,印刷壓力過高錫膏成形有缺口,助焊劑外溢印刷壓力過低網板刮不乾淨,脫模

8、效果差,印刷精度差印刷速度過快錫膏不滾動,網孔填充不良,錫膏漏印或缺損,2023/7/7,42,常見印刷故障,印刷速度過低錫膏外溢,網板底部清潔頻率提高PCB/網板對位不良錫珠,短路,立碑網板鬆弛-張力過低PCB與網板間密封不良,搭橋,錫膏成形不良,錫膏移位污染,2023/7/7,43,常見印刷故障,網板損壞變形密封不良,搭橋網板底部清潔不利錫珠,短路脫模速度設置不佳錫膏在焊盤上拖尾,脫模不良,錫膏成形不良,2023/7/7,44,常見印刷故障,PCB與網板有間隙密封不良,錫膏成形不良環境條件溫度過低:影響滾動特性溫度過高:錫膏坍塌/外溢吸潮印刷間隔時間過長網孔堵塞,印刷不完全,2023/7/

9、7,45,焊 錫 膏 回 流 工 藝,2023/7/7,46,焊錫膏回流工藝,真正完成焊接 通常使用回流爐紅外式回流爐或熱風式回流爐空氣或氮氣環境回流溫度曲線特別關鍵,2023/7/7,47,典型錫膏回流焊曲線,2023/7/7,48,回流焊曲線,2023/7/7,49,助焊劑在回流中的功能,去除氧化層或其它污染提供潤濕和延展保護熔融態的焊錫避免再氧化,2023/7/7,50,預熱保溫段對助焊劑的影響,Pre-heat,錫粉被包裹在助焊劑介質內,溶劑揮發,錫粉被樹脂保護,2023/7/7,51,典型回流焊爐設置,第一升溫區:常溫-100C,溶劑揮發,升溫速率2-3C/秒預熱區:100-150C

10、,活化助焊劑,70-120 秒第二升溫區:150-183C,分解氧化物,30-50秒回流焊區:183-212-183C,焊接完成,50-70秒冷卻段:183C-常溫,形成焊點,降溫速率4C/秒,2023/7/7,52,潛 在 問 題,2023/7/7,53,回流焊常見故障,焊盤外錫球元器件中部錫珠立碑細間距搭橋/短路焊接點開路焊點表面粗糙不光滑,2023/7/7,54,焊盤外錫球,2023/7/7,55,焊盤外錫球,原因印刷錯位錫膏熱崩塌錫膏被氧化,解決方案調整印刷工藝調整回流焊曲線,換錫膏。保證錫膏新鮮度,2023/7/7,56,元器件中部錫珠,2023/7/7,57,元器件中部錫珠,202

11、3/7/7,58,元器件中部錫珠解決方案,PCB設計改變焊盤尺寸/外形降低網板厚度,工藝減小貼片高度調整預熱保溫段時間,2023/7/7,59,開孔設計,10-20%smaller than lands,“Home plates”,etc,but half pitch for ICs etc,2023/7/7,60,改變開孔設計,D-Shape ortriangular pads rather than square or rectangular,2023/7/7,61,搭橋,通常發生於細間距QFP引腳通常原因為焊錫膏外溢或錫膏成形對位不良,2023/7/7,62,搭橋原因,過量錫膏崩塌印膏過

12、厚元器件放置壓力過高錫膏印刷效果不良錫膏在鋼板下方未清潔,2023/7/7,63,搭橋解決方案,減小網板厚度使用小開孔-注意避免開孔堵塞提高網板底部清潔頻率校准印刷位置,2023/7/7,64,立碑,2023/7/7,65,立碑原因,焊盤之間溫度差異過大焊盤或元器件引腳可焊性差異焊盤之間印膏量不同元器件放置有所偏差焊盤設計/PCB板設計不當回流曲線不佳,2023/7/7,66,立碑解決方案,調整貼片機精度調整預熱保溫段使用低活性助焊劑介質空氣回流使用防立碑合金,2023/7/7,67,防立碑合金,優點消除或減少立碑發生幾率適合細間距印刷,局限焊接點外觀粗糙表面積增大易氧化-錫珠儲存穩定性在板吸

13、潮,2023/7/7,68,焊接點開路,2023/7/7,69,焊接點開路,原因元器件引腳損壞/平整度不良可焊性不良助焊劑活性不足,解決方案更換原材料更換元器件選用高活性或高固體含量的助焊劑,2023/7/7,70,良好回流工藝的正確操作,冷藏儲存(2-8C)足夠回溫時間(4小時)控制操作環境(20-30 C and 40-60 RH)使用塑膠器具及時報廢不得混用,2023/7/7,71,Multicore 現有免清洗產品介紹,2023/7/7,72,RM92,老產品 QQ-S RMA 型固體含量高-工藝操作視窗寬免清洗/可清洗殘留符合 IPC,Bellcore and J-STD腐蝕實驗和S

14、IR測試,2023/7/7,73,RM92,優點經久可靠操作窗口寬濕強度高有效期長達12個月,局限開放壽命較短不能高速印刷,2023/7/7,74,NC62 特性,中等活性IPC ROLO級透明低殘留10-50mm/s 印刷速度,2023/7/7,75,NC62,優點殘留美觀濕強度高開放壽命和印刷間隔時間長,局限固體含量低-操作視窗較窄印刷速度不夠快印刷後錫膏成形邊緣不尖銳,2023/7/7,76,RP11 特性,以RP10為基礎-改變溶劑體系,延長開放壽命 60%固體含量:操作視窗寬IPC L type印刷速度 20-150mm/s符合IPC,Bellcore,J-STD相關要求,2023/

15、7/7,77,RP11,優點高活性-適用於可焊性差的表面高速印刷表現出色操作窗口寬印刷間隔時間長開放壽命和濕強度保持時間長抗熱坍塌性能佳,局限對吸潮敏感對溫度敏感,粘度隨溫度上升明顯,2023/7/7,78,RP15 特性,高速印刷家族的最新產品對OSP焊盤潤濕性能出色IPC ROMO 級-微量鹵素,無腐蝕,免清洗焊錫膏印刷速度 25-150mm/s,2023/7/7,79,RP15,優點固體含量高-操作視窗寬潤濕性能出色,特別對OSP焊盤開放壽命長可適用於封閉式印刷適用於細間距元器件,局限殘留物有顏色濕強度中等略有熱坍塌抗吸潮性有限,2023/7/7,80,CR32特性,MSM研發產品-在遠

16、東非常成功QQ-S RMA級透明殘留印刷速度10-50 mm/s,2023/7/7,81,CR32,優點固體含量高-操作視窗寬濕強度高殘留美觀可適用於封閉式印刷抗吸潮性能出色可適用於無鉛合金,局限開放壽命不長(網板壽命,印刷間隔時間,濕強度保持時間)不能高速印刷,2023/7/7,82,MP100 特性,高速印刷開放壽命長透明殘留殘留物適用於探針測試IPC LORO 級25-200mm/s印刷速度,2023/7/7,83,MP100,優點固體含量高-操作視窗寬開放壽命長抗熱坍塌性能出色可適用於封閉式印刷高速印刷適用於細間距元器件,局限抗吸潮性有限濕強度相對較低不適用於無鉛合金,2023/7/7,84,問題?,

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